電子設備熱循環加速可靠性試驗策劃
作者：
網絡
編輯：
瑞凱儀器
來源：
網絡(luo)
發布日期： 2021.07.14
加速可(ke)靠性試驗是使用(yong)相同的損(sun)傷(shang)機(ji)理，比產品使用(yong)所(suo)需更短的時間去激發失效(xiao)或累積(ji)損(sun)傷(shang)。加速方(fang)法主要包(bao)括增加壽命(ming)控制變量的量級和增加頻次兩類。
關鍵(jian)要理解加速(su)試驗和被加速(su)的實際使用環境(jing)之(zhi)間的關系，基于適合的損傷、失(shi)效(xiao)機(ji)理和服務(wu)環境(jing)來選(xuan)擇試驗類型和試驗條件。
電子(zi)設(she)備(bei)熱循環(huan)有(you)三種類型(xing)：
1）功能循環：模擬(ni)實際工作狀(zhuang)態(tai)，包括元器(qi)件內部(bu)功耗，外(wai)部(bu)溫度變化、熱傳導。
2）溫(wen)度(du)循(xun)環：環境溫(wen)度(du)交(jiao)替變化，溫(wen)變率應低(di)于20℃/min，以避免熱沖(chong)擊，溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)時間推薦大于15min。
3）熱沖擊循環：溫變速率30℃/min以上，熱沖擊和溫度循環失效模式不同，溫度循環與熱沖擊循環的區別。
電子設(she)備焊(han)點(dian)疲(pi)勞失效檢查一般有定期焊(han)點(dian)裂紋(wen)的(de)目視檢查，定期破(po)壞焊(han)點(dian)來檢查初始(shi)強度的(de)降低情況，和監測(ce)一些初始(shi)電性(xing)能變(bian)化，如：電阻的(de)增加。
考慮到失效檢查的(de)方(fang)便(bian)性(xing)(xing)和試驗時(shi)間限制，推薦使用(yong)電(dian)性(xing)(xing)能監測的(de)方(fang)法。試驗過程中出(chu)現(xian)電(dian)連(lian)續性(xing)(xing)首次中斷（電(dian)阻大于1000Ω），并且在其(qi)后(hou)續增(zeng)加的(de)10%循環(huan)內出(chu)現(xian)9次被(bei)確(que)認的(de)中斷，即可確(que)認為焊點疲(pi)勞失效。
試(shi)驗方案策劃(hua)要(yao)考慮電(dian)子設備(bei)的自變量參(can)數(shu)(shu)(shu)，包(bao)括設計(ji)參(can)數(shu)(shu)(shu)、工藝參(can)數(shu)(shu)(shu)、產品參(can)數(shu)(shu)(shu)、使(shi)用環境參(can)數(shu)(shu)(shu)等(deng)，具體比如：溫度(du)波動、元器件尺寸、熱膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)(shu)、焊點高度(du)、引(yin)線硬度(du)、失(shi)效概率等(deng)。
評(ping)估自變量(liang)參數的(de)水(shui)平和范(fan)圍(wei)，在不改變失效機理的(de)前提下，盡量(liang)提高(gao)變量(liang)參數范(fan)圍(wei)，縮短加速(su)試(shi)驗時間。根(gen)據自變量(liang)參數選值，預估加速(su)可靠性(xing)試(shi)驗預期循環次數和試(shi)驗時間，使試(shi)驗經費控制(zhi)在可接受范(fan)圍(wei)之內。
關于試驗(yan)樣(yang)本數量，由于焊點蠕(ru)變疲勞失(shi)效(xiao)是(shi)概率分布，為了(le)便于統計出合理的測試結(jie)果，需(xu)要至少(shao)32個(ge)試驗(yan)樣(yang)本。
試(shi)(shi)(shi)驗測試(shi)(shi)(shi)板的(de)組(zu)裝(zhuang)和加工應盡(jin)可(ke)能和實際產品(pin)相(xiang)同。電子(zi)產品(pin)存(cun)儲(chu)一年后(hou)焊點的(de)焊料晶粒組(zu)織會明顯粗糙化(hua)。試(shi)(shi)(shi)驗測試(shi)(shi)(shi)板在加速(su)試(shi)(shi)(shi)驗前(qian)應該進行(xing)熱老(lao)化(hua)和環(huan)境應力(li)篩選，推薦(jian)在(100-125)℃下，熱老(lao)化(hua)(100-300)h。熱老(lao)化(hua)后(hou)的(de)測試(shi)(shi)(shi)板在室溫下存(cun)儲(chu)一段時(shi)間，以(yi)便焊接結構穩(wen)固。
試(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)中每(mei)個熱循環升(sheng)降溫速率不應超過(guo)20℃/min，有足夠的溫度保持時間(jian)，使焊點內應力松弛。
試(shi)(shi)驗過程中需(xu)要對試(shi)(shi)驗箱運行(xing)溫度(du)、試(shi)(shi)驗基板不同(tong)部位和元器件進(jin)行(xing)溫度(du)測(ce)量。
對于試驗過程中(zhong)出現的失效(xiao)，進行目視(shi)檢(jian)查(cha)，必要時進行金(jin)相分析，評定失效(xiao)模式。
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